玉米秸秆皮穰分离装置刮穰机构功耗试验

在自行设计的玉米秸秆分离装置上,使用电功率差值法测量其关键机构——刮穰机构的能耗。选取该机构的4个参数作为影响因子:刮穰辊转速、齿-板间隙、秸秆喂入速度和刮刀片齿刃角;选取有效比能、总比能、能量利用比3个指标作为评价指标,在正交试验的基础上,采用响应面方法分析得到各试验因素对评价指标影响规律模型。结果表明:有效比能变化范围0.5~2.0 Wh/kg,总比能变化范围4.0~13.0 Wh/kg,能量利用比的变化范围11%~24%。在3个模型中,间隙和转速对评价指标的影响均较显著,其中刮刀片齿刃角对有效比能、总比能影响不显著。综合考虑各评价指标、工作效率和刮穰效果,最后选取刮穰机构的工作参数:刮穰辊转速840 r/min,秸秆喂入辊转速413 r/min,齿-板间隙1.56 mm,刮刀片齿刃角25°,此时有效比能、总比能、能量利用比分别为2.21 Wh/kg、10.73 Wh/kg和22.29%。     

玉米秸秆茎叶分离装置的设计与试验

【目的】设计玉米秸秆茎叶分离机械,为农业废弃物玉米秸秆的资源化利用提供技术支持。【方法】基于压扁碾搓法原理,设计了一种由压辊机构、剥辊机构、清理机构等组成的茎叶分离装置,以实现对玉米秸秆的茎叶分离,并采用含水率为21.68%的玉米秸秆对分离装置参数进行了正交试验优选。【结果】影响秸秆茎叶分离率的主次因素依次是压辊间隙、剥辊速比和压辊转速。玉米秸秆茎叶分离的优选方案为：压辊间隙8 mm,剥辊速比1.6,压辊转速200 r/min。在此条件下,玉米秸秆的茎叶分离率可达到92.9%。【结论】该装置可用于玉米秸秆的茎叶分离,有效提高了分离效果。     

苎麻茎秆机械分离过程力学建模与试验分析

现有苎麻茎秆机械分离技术主要核心工作部件是剥麻辊结构,试验以该核心工作部件为基础,构建了新型茎秆分离台架。苎麻茎秆分离过程是由折断和麻皮麻骨分离瞬时完成的,以此推导了辊齿对麻秆作用的折断能和分离能的关系表达式,分析了结构参数对茎秆分离的影响;在此基础上,对主要部件剥麻辊以辊转速、辊半径、辊齿数、啮合深度为试验因素,设置了L9(34)正交试验。结果表明,各因素对剥净率影响的高低排序为剥麻辊转速、啮合深度、剥麻辊齿数、剥麻辊半径,较优组合为剥麻辊转速900 r/min、啮合深度5 mm、剥麻辊齿数20个、剥麻辊半径120 mm,此时剥净率为98.42%。试验揭示了苎麻茎秆机械分离的机理,优化了剥麻技术的工艺参数,为剥麻技术的开发提供了技术支撑。     

两种新型秸秆加工机械

目前农村对农作物秸秆的处理感到困难,急需秸秆加工机械,提高秸秆的利用价值,减少因焚烧秸秆带来的环境污染。现介绍两种新型秸秆加工机械。１．玉米秸秆皮穰分离机由辽宁省农业科学院副产品加工利用研究所（１１０１６１沈阳市东陵路８４号）研制开发,已获国家专利。该机能将直径１５毫米～４０毫米的农作物秸秆的皮、穰及叶一次分离开。秸秆的外皮分离后,呈筒片状,外皮纤维能较完整地保持下来;秸秆内穰呈小颗粒状;叶片呈碎片状。分离率为９５％,分净率为９９％,现有机型的加工秸秆量生产率有每小时０．５吨和２吨两种。秸皮是造…     

振动挤压式荸荠收获机的设计与试验

针对旱收荸荠（Eleocharis dulcis）时人工劳动强度大、作业效率低和果土分离困难的问题,设计了一种振动挤压式荸荠收获机。通过对作业过程中荸荠土块的受力分析,确定了影响分离性能的关键参数为振动板振幅、振动板振频和钉齿辊转速,并根据已有经验初步确定关键参数取值范围。以振动板振幅、振动板振频和钉齿辊转速为影响因素,以土层破碎率为评价指标,利用Design-Expert 10.0设计CCD中心组合试验,通过RecurDyn-EDEM耦合进行仿真,确定当振动板振幅为33.04 mm、振动板振频6.63 Hz、钉齿辊转速336.72 r/min时,存在较优破碎效果,土层破碎率为93.58%。以振动板实际振幅32.41 mm、振频6.5 Hz,钉齿滚转速330 r/min进行田间验证试验,结果显示,实际土层破碎率93.54%、明荠率80.33%、损伤率28.08%,碎土效果好,与仿真结果拟合度高。试验结果表明,通过增强土层破碎效果进而提高果土分离程度,使得分离后的荸荠抛撒在表层,便于人工捡拾。     

籽瓜破碎取籽机皮瓤分离装置试验研究

籽瓜破碎取籽机是籽瓜全利用加工生产线中的关键设备,而其皮瓤分离装置又直接影响到籽瓜瓜籽的损伤率和脱净率,进而影响到后续皮瓤处理的打浆分离效果,从而最终影响到籽瓜皮瓤的利用率和瓜籽的商品性。为解决该问题,借助自主研制的适用于籽瓜全利用加工生产线中的高产能籽瓜破碎取籽机,依据其皮瓤分离装置锥形分离辊的特征,通过改变影响整机加工效果的锥形分离辊的主要性能参数,先对其皮瓤分离装置的工作性能进行单因素试验研究,在其试验结果的基础上,再对其皮瓤分离装置的工作性能进行正交试验。结果表明:影响瓜籽损伤率的主次因素依次为:皮瓤分离辊转速、分离辊刮板与筛网间的最小间距、分离辊锥度;影响瓜籽脱净率的主次因素依次为皮瓤分离辊转速、分离辊刮板与筛网间的最小间距、分离辊锥度。综合考虑试验因素对瓜籽损伤率和脱净率的影响大小与籽瓜的实际加工要求,皮瓤分离装置的优化工作参数为:皮瓤分离辊转速为98.5 r·min-1,皮瓤分离辊刮板与筛网间的最小间距为20 mm,皮瓤分离辊锥度为4°。验证试验结果表明:瓜籽损伤率小于2%,瓜籽脱净率大于98%。该研究可为相关籽瓜破碎取籽机的设计研究提供参考。     

玉米秸秆皮瓤分离机剖瓤机构试验研究

为了确定玉米秸杆皮瓤分离机的结构和运动参数,利用本研究设计的玉米秸秆剖瓤实验台对玉米秸杆皮瓤分离机的关键机构-剖瓤机构进行了试验研究.为优化剖瓤机构的结构和运动参数,利用二次回归正交旋转组合设计安排了影响剖瓤质量的主要因素的四因子试验,并以剥净率和茎秆外皮损伤率作为评价指标.通过试验,得出了结构和运动参数的合理组合:剖...     

麻风果脱壳机的设计与试验研究

为了适应麻风果深加工产业化,实现机械化脱壳工艺,作者自行研制了一种高效、可靠的麻风果脱壳机.并通过以脱壳率和破损率为试验测量指标,进行了麻风果初始含水率、挤压滚轮转速、挤压间隙三因素三水平正交试验,采用综合评价法对所选的参数进行优化和试验对比.分析结果表明,含水率和挤压间隙在显著性水平α=0.01的水平下对综合评价值影响极显著;辊轮转速在显著性水平α=0.05的水平下对综合评价值影响显著.其影响主次因素依次为:挤压间隙→麻风果含水率→辊筒转速.最佳组合为:麻风果初始含水率20%、辊筒转速300 r/min、挤压间隙5 mm.经过参数优化后,可得到脱壳率大于85%,而破碎率可控制在10%以内的脱壳效果.     

基于离散元法苜蓿压扁调制过程仿真分析与试验

为研究苜蓿压扁调制机构工作参数对作业性能的影响，采用离散元模拟对基本参数进行优化。基于理论分析，以苜蓿压扁率和压扁损失率为考核指标，采用EDEM软件分别对喂入量、调制辊转速和调制辊间隙作单因素模拟试验，结合模拟试验结果，开展Box-Behnken三因素三水平响应曲面仿真试验研究并对回归模型进行多目标优化。结果表明，各因素对苜蓿压扁率、压扁损失率影响显著性由大到小分别为喂入量、调制辊间隙、调制辊转速和调制辊间隙、喂入量、调制辊转速；最佳工作参数组合为：喂入量2.9 kg·s^-1、调制辊转速694 r·min^-1和调制辊间隙3.7 mm，此时苜蓿压扁率为94.45%、压扁损失率为3.27%，将最优参数通过台架验证试验，测得试验结果与模型优化值相对误差小于3%。研究结果可为相关机具设计和优化提供数据参考和理论依据。     

小型立式轴流脱粒装置的试验

利用3层输送带模拟收割机在田间的行走,以未脱净率为试验指标进行滚筒转速单因素试验,初步确定脱粒滚筒转速。在此基础上,以断穗籽粒率、含杂率、夹带损失率等为试验指标,进行滚筒转速、脱粒间隙、板齿倾角3个因素的正交试验和回归试验,优化确定立式轴流脱粒装置的最优参数组合;然后在最优参数组合下,做滚筒长度试验确定籽粒沿滚筒的分布规律及滚筒的最佳长度。结果表明,当滚筒转速为875 r/min、凹板脱粒间隙为1.25 cm、板齿倾角为8°、滚筒长度为90 cm时,脱粒总损失率为1.43%,断穗籽粒率为1.06%,含杂率为31.87%。     

对辊挤压式核桃破壳装置的设计与试验研究

针对我国核桃初加工技术落后的特点,设计了一种对辊挤压式核桃破壳装置,阐述了该装置的结构特点及工作原理,并对影响破壳效果的各因素进行了正交试验.结果表明:一次性破壳率受挤压辊Ⅰ转速影响最大,受挤压辊Ⅱ转速影响次之,受挤压间隙影响最小;高路仁率受挤压辊Ⅱ转速影响最大,受挤压间隙影响次之,受挤压辊Ⅰ转速影响最小.当挤压辊Ⅰ的转速为95 r/min,挤压辊Ⅱ的转速为75 r/min,挤压间隙为33mm时,能取得较好的破壳效果.     

齿带式残膜捡拾机构的设计与试验

【目的】针对钉齿链板式残膜捡拾机构在土壤坚实度较大条件下,链板与辊筒发生打滑的现象,探索将皮带应用于残膜回收机捡拾机构避免此类问题的可行性,设计了一种新型齿带式残膜回收机的捡拾机构,该机构主要由齿带、齿带辊及刮泥装置组成.【方法】首先对齿带、捡拾钉齿、齿带辊的设计及排布参数进行了说明,然后基于Box-benhnken中心组合试验原理,进行田间试验,研究机具前进速度、钉齿入土深度以及上齿带辊转速对残膜回收效果的影响,并对试验结果进行优化,得出工作参数最优组合.【结果】当机具前进速度为5.5 km/h,钉齿入土深度为30 mm,上齿带辊转速为100 r/min时,残膜回收率为90.3%.【结论】该齿带式残膜捡拾机构可以有效捡拾残膜,符合设计标准,能够满足使用要求.     

双速毛刷辊式水果清洗机设计与试验

针对类球形脆皮水果在清洗过程中洗净率偏低、损伤率高的问题,采用毛刷辊差速原理,设计集浸泡、刷洗、喷洗与集果等功能的双速毛刷辊式水果清洗机,阐述其基本结构和工作原理,并对浸泡装置、喷淋装置、刷洗装置等关键部件进行设计与分析。选取红富士苹果为试验物料,以奇数排毛刷辊转速、偶数排毛刷辊转速、浸泡时间为试验因素,洗净率和损伤率为评价指标,进行单因素分析,确定试验因素水平;通过3因素3水平正交试验,分析了试验因素对各试验指标影响的显著性,确定了水果清洗的最佳清洗工艺参数组合,即奇数排毛刷辊转速为80 r·min~(-1),偶数排刷辊转速为100 r·min~(-1)、浸泡时间为25s。在此条件下,水果洗净率为98.08%,损伤率为3.07%。     

响应面法优化玉米秸秆穰发酵燃料乙醇的研究

为提高玉米秸秆的综合利用,以玉米秸秆穰为发酵原料进行乙醇固态发酵,通过单因素试验考察pH、发酵温度、发酵时间、酶浓度4个因素对玉米秸秆穰发酵燃料乙醇的影响,在单因素试验基础上利用响应面法建立玉米秸秆穰发酵乙醇产量的数学模型。根据此模型进行工艺参数优化,以乙醇生成率为指标,确定玉米秸秆穰发酵燃料乙醇的最佳工艺条件:pH 5.1、发酵温度39℃、发酵时间28 h和酶浓度45 U/g。在此条件下,玉米秸秆穰发酵燃料乙醇的理论产率为0.249 0 g/g,实际得率为(0.237 6±0.000 7) g/g,生产1 t燃料乙醇需要4.002 t的玉米秸秆穰干料,玉米秸秆穰发酵燃料乙醇的理论转化率为95.77%,进行3组验证试验,乙醇转化率实测值为(95.44±0.28)%,验证了数学模型的有效性,为提高以玉米秸秆穰为原料发酵燃料乙醇提供参考。     

龙眼柔性对辊剥壳机的设计与试验

目的 龙眼剥壳是其深加工中的关键工序,针对人工剥壳效率低、机械剥壳损伤大及果肉完整性差等问题,设计了柔性对辊剥壳装置。方法 根据典型龙眼鲜果的物理机械特性,提出了一种先破壳后采用柔性对辊脱壳的方法,对龙眼剥壳机的破壳机构、送料盘、剥壳对辊等关键部件的结构进行设计,其中,破壳刀具切割深度和脱壳柔性对辊的间隙可调。以广东‘储良’龙眼鲜果为研究对象,通过正交试验分析,以对辊间隙、辊子转速和果壳破口为试验因素,剥壳成功率、剥壳损失率和果肉完整性系数为试验指标,进行优化试验。结果 装置中,方便可调的对辊间隙能满足分级后不同直径龙眼的剥壳加工,剥壳装置对不同大小龙眼鲜果的适应性好。对辊间隙对剥壳性能有显著影响,随着对辊间隙由3 mm增至5 mm,龙眼脱壳后的果肉完整性逐渐变差,其损失率由约7%升至18%。各因素对剥壳性能的影响依次为对辊间隙>对辊转速>果壳破口,当对辊间隙为3 mm、对辊转速为13.5 r/min、果壳破口为90°时,龙眼剥壳性能达到最优。结论 该研究为龙眼等柔性果机械剥壳获取灯笼状果肉的深加工研发及剥壳机参数优化提供了参考。     

甘蔗立式夹持输送通道剥叶装置设计与试验

【目的】探讨甘蔗立式夹持输送剥叶技术在整秆式收割机中的可行性,解决现有整秆式甘蔗联合收割机甘蔗通道长、作业效率低的问题。【方法】以4ZZX-48型甘蔗收割机为作业平台,在输送通道上设计立式剥叶装置。通过收获试验,分析了夹持输送链轮转速(n1)、剥叶辊筒角度(β)、剥叶辊筒转速(n2)和甘蔗喂入率(q)等因素对甘蔗立式夹持输送剥叶性能的影响。【结果】n1和n2对剥叶性能有显著影响,各因素对剥叶性能的影响依次为n1n2qβ。n1为60 r/min、β为30°、n2为360 r/min、q为7.5 kg/s时,甘蔗叶片剥净率为76.6%,剥叶性能达到最优。曲线回归分析表明,剥叶辊n2/n1与剥净率之间存在着二次多项式关系,n2/n1在5～6之间时,剥净率约77%,达到试验最优值。【结论】基于甘蔗立式夹持输送剥叶技术的收割机具有可行性,本研究结果对研发新型整秆式甘蔗收割机有一定参考价值。     

基于离散元法玉米秸秆双层粘结模型力学特性研究

针对玉米秸秆外表皮与内穰力学特性存在显著差异问题,建立离散元玉米秸秆双层粘结双峰分布模型,通过力学试验与虚拟仿真试验对比,标定玉米秸秆外表皮和内穰力学参数,校正离散元模型,探究玉米秸秆力学特性.结果表明,采用离散元Hertz-Mindlin with bonding颗粒接触方法可建立玉米秸秆双层粘结双峰分布模型.完善DEM方法建立玉米秸秆颗粒粒度随机分布的双层粘结模型方法.通过力学试验得出青贮玉米秸秆外表皮弹性模量和剪切模量分别为982.52和387.58 MPa,青贮玉米秸秆内穰弹性模量和剪切模量分别为28.64和8.13 MPa,外表皮木质部与内穰纤维部力学特性差异显著.计算得出外表皮-外表皮、外表皮-内穰、内穰-内穰之间粘结参数.通过单轴压缩试验,剪切与虚拟仿真试验对比验证离散元模型可靠性.文章所建立玉米秸秆双层粘结双峰分布离散元模型表征两者力学特性差异,为青贮玉米饲料数值化研究提供理论依据.     

双齿式电动枣树树干环剥装置

设计出一种双齿式电动枣树树干环剥装置,该环剥装置以转速可控型直流电机(ST44P-775)驱动、脉冲宽度调制(PWM)控制的方式,能实时调控电机转速,控制电机扭矩,对环剥深度不够、环剥后不在同一水平位置上的现象以低速挡进行修复,保证环剥质量。选取树干茎粗分别为7~10cm、10~20cm、20~30cm的枣树各30棵进行环剥试验,结果显示,3种茎粗树干环剥损伤率分别为30.0%、13.3%和6.7%,树干茎粗为7~10cm的枣树环剥损伤率较高,环剥装置适用于树干茎粗10cm以上的枣树。该装置同样适用于梨、杨梅等类型果树,环剥速率高,木质层损伤率低,对提高林果类树木环剥机械化水平具有推进作用。     

高产能籽瓜破碎取籽机的改进及试验

高产能籽瓜破碎取籽机是籽加工过程中的关键设备,可一次性完成籽瓜瓜籽、瓜瓤和瓜皮的分离.根据目前机型存在的产能低,瓜籽的损失率大,脱净率、洁净率低等问题,对取籽机的关键部件破碎辊和一级破碎分离装置中的分离辊进行改进设计.在破碎辊轴上安装扁刃型瓜刀,并在瓜刀下方设有刀砧,瓜刀能迅速抓住下落的籽瓜并将其强制向下切成两瓣.分离辊根据人手掏瓜的动作,采用仿生手结构.针对整机性能的影响因素进行正交试验,采用模糊综合评价法对试验结果进行分析,结果表明,影响整机性能的因素主次顺序为:分离辊锥度一级破碎分离装置主轴转速分离辊与主轴角度破碎辊转速.优选参数组合为:破碎辊的转速45r/min、分离辊锥度2°、一级破碎分离装置主轴转速98.5r/min、仿生手结构辊刀与主轴角度12°.重复试验表明,该破碎取籽机的瓜籽损失率1%,瓜籽脱净率98%,洁净率98%,可满足籽瓜加工的指标要求.     

双速毛刷辊式水果清洗机设计与试验

针对类球形脆皮水果在清洗过程中洗净率偏低、损伤率高的问题,采用毛刷辊差速原理,设计集浸泡、刷洗、喷洗与集果等功能的双速毛刷辊式水果清洗机,阐述其基本结构和工作原理,并对浸泡装置、喷淋装置、刷洗装置等关键部件进行设计与分析。选取红富士苹果为试验物料,以奇数排毛刷辊转速、偶数排毛刷辊转速、浸泡时间为试验因素,洗净率和损伤率为评价指标,进行单因素试验,确定试验因素水平;通过3因素3水平正交试验,分析了试验因素对各试验指标影响的显著性,确定了水果清洗的最佳清洗工艺参数组合,即奇数排毛刷辊转速为80 r·min^-1,偶数排毛刷辊转速为100 r·min^-1,浸泡时间为25 s。在此条件下,水果洗净率为98.08%,损伤率为3.07%。